Question

我國(guó)著名的閩籍制堿專家侯德榜，在純堿制造方面做出了重大貢獻(xiàn)。用“侯氏制堿法”制得的純堿中常含有氯化鈉等雜質(zhì)，化學(xué)興趣小組欲對(duì)某品牌純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，在老師的指導(dǎo)下，他們?cè)O(shè)計(jì)了下列兩種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。

資料摘要：堿石灰常用于吸收水蒸氣和二氧化碳。

[方案一] 樣品與氯化鈣溶液反應(yīng),測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（1）樣品與氯化鈣溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)（雜質(zhì)不與氯化鈣溶液反應(yīng)）：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取一定量純堿樣品配成溶液后，滴加足量的CaCl2溶液。	產(chǎn)生白色沉淀	反應(yīng)的化學(xué)方程式： __________▲___________

（2）分析滴加的CaCl₂溶液要足量的原因：__________▲_____________。

（3）將反應(yīng)后的混合物進(jìn)行過(guò)濾，把獲得的沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥、稱量。利用沉淀物質(zhì)量計(jì)算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為91%。如果不洗滌沉淀物會(huì)造成測(cè)定結(jié)果大于91%，這是因?yàn)開(kāi)_________▲_____________。

[方案二] 樣品與稀鹽酸反應(yīng),測(cè)定Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

利用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置（鐵架臺(tái)略去）和試劑，通過(guò)測(cè)定樣品和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂氣體的質(zhì)量，計(jì)算Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（裝置氣密性良好，忽略鹽酸的揮發(fā)性且每步反應(yīng)或作用都是完全的）。

（4）打開(kāi)止水夾K，先對(duì)裝置A和B（已連接）通入已除去CO₂的空氣一會(huì)兒，以排盡裝置A和B中含有的__▲___，再接上裝置C和D。

（5）關(guān)閉止水夾K，加入足量的稀鹽酸（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)）。待裝置A中的反應(yīng)結(jié)束后，再一次打開(kāi)止水夾K，繼續(xù)往裝置通入已除去CO₂的空氣一會(huì)兒，目的是__________▲__________。裝置__▲__（填標(biāo)號(hào)）在反應(yīng)前后的質(zhì)量差就是產(chǎn)生CO₂的質(zhì)量，由此計(jì)算出該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若沒(méi)有裝置D，將會(huì)使測(cè)定結(jié)果__▲__（選填“偏大”或“偏小”）。

（6）某純堿樣品中含有雜質(zhì)NaCl，為測(cè)定該樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取純堿樣品 6 g，放入20 g水中使其完全溶解，再加入稀鹽酸26.2 g，恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液的總質(zhì)量為50 g。試計(jì)算：①生成二氧化碳的質(zhì)量；②樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

（1）Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl   （2）使碳酸鈉完全反應(yīng)   （3）附著可溶性物質(zhì)（或雜質(zhì)）使沉淀物質(zhì)量增加  （4）二氧化碳   （5）使生成的二氧化碳全部被C裝置中的氫氧化鈉吸收   C　 偏大

（6）解：生成CO₂質(zhì)量＝20g＋6g＋26.2g－50g＝2.2g   …………………… 1分

設(shè)Na₂CO₃的質(zhì)量為x。

Na₂CO₃＋2HCl＝2NaCl＋H₂O＋CO₂ ↑         ……………………………1分

                106                     44

                 x                       2.2 g        

 ＝5.3 g               ………………………………1分

則樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝  …………………1分

答：產(chǎn)生CO₂質(zhì)量為2.2 g；樣品中Na₂CO₃質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%。